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出版者:冶金工业出版社

作者:陈懿

出品人:

页数:294

译者:

出版时间:2005-7

价格:25.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502437770

丛书系列:

图书标签:

• C++
• 面向对象
• 程序设计
• 教程
• 编程
• 计算机
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• 入门

《深入理解现代C++实践》图书简介 本书面向具有一定C++基础，渴望掌握C++11/14/17/20新特性及其在高性能、高可靠性软件开发中应用的专业工程师和高级学生。 在当今软件开发领域，C++以其无与伦比的性能优势和对系统底层细致入微的控制能力，依然是构建操作系统、嵌入式系统、游戏引擎、金融交易系统和高性能计算（HPC）应用的核心语言。然而，C++语言本身正处于快速的现代化进程中。C++11的革命性引入，到后续C++14、C++17的稳健完善，再到C++20的重大功能扩展（如Concepts、Modules、Coroutines），使得现代C++的应用范式与传统C++（如C++98/03）产生了显著的差异。 本书旨在弥合理论知识与现代C++工程实践之间的鸿沟，专注于如何高效、安全、规范地运用最新标准来解决实际工程中的复杂问题。我们不侧重于C++语言基础语法的罗列，而是聚焦于设计模式的现代化演进、性能调优的关键技术、并发编程的范式转变以及代码的长期可维护性策略。 第一部分：现代C++核心概念的深化与重构 本部分将引导读者超越基本的类和对象概念，深入探索现代C++在类型系统、内存管理和资源控制方面的强大能力。 1.1 模板元编程（TMP）的转型：从SFINAE到Concepts 传统的模板元编程依赖于复杂的SFINAE（Substitution Failure Is Not An Error）机制进行类型检查和约束，代码冗长且调试困难。本书将详述C++20引入的Concepts（概念）是如何彻底革新这一领域。我们将演示如何利用Concepts清晰地表达模板参数的语义要求，编写出更易读、更易维护且编译错误信息友好的泛型代码。此外，还将探讨利用`constexpr if`和编译期执行（Compile-Time Execution）来替代部分运行时逻辑，以实现极致的性能优化。 1.2 资源获取即初始化（RAII）的现代实践与所有权管理 RAII是C++资源安全的核心基石。本章将深入剖析`std::unique_ptr`和`std::shared_ptr`的内部机制、性能考量，并引入C++17中对于`std::optional`、`std::variant`和`std::any`的深度应用。我们将重点讨论值语义（Value Semantics）与引用语义（Reference Semantics）在现代设计中的权衡，尤其是在涉及移动语义（Move Semantics）时，如何确保资源转移的正确性与效率。对于自定义资源管理，本书将讲解如何正确重载移动构造函数和移动赋值运算符，并演示如何编写高效的自定义删除器（Deleter）来配合智能指针管理复杂资源（如文件句柄、网络连接）。 1.3 表达式和函数对象的演进 我们不再仅仅将函数对象视为回调机制。本章将探讨函数式编程风格在C++中的应用。重点讲解Lambda表达式在C++11到C++20中的能力增强，包括捕获机制的细微差别、生成闭包类型的机制，以及如何在编译期利用Lambda实现更紧凑的算法表达。同时，我们将深入研究`std::bind`的局限性，并推荐在绝大多数情况下优先使用Lambda。 第二部分：性能与并发的工程挑战 现代软件对多核处理能力的需求日益迫切。本部分聚焦于如何安全有效地利用多核架构，并掌握避免运行时开销的关键技术。 2.1 零抽象成本的追求：内联、数据布局与缓存友好性 虽然C++提供了高级抽象，但高性能应用始终要求我们关注底层数据布局。本书将深入剖析结构化绑定（Structured Bindings）、`[[maybe_unused]]`和`[[likely]]/[[unlikely]]`等属性对编译器优化和代码可读性的影响。我们将详细分析缓存行对齐（Cache Line Alignment）对性能的关键作用，并介绍如何使用`alignas`和优化数据结构布局，以最大化数据局部性和最小化伪共享（False Sharing）问题。 2.2 并发编程的范式转换：从互斥锁到无锁结构 C++11引入的``和``为并发编程提供了标准框架。本书将超越基础的`std::lock_guard`和`std::unique_lock`，重点介绍C++内存模型（Memory Model）的细节，特别是`std::atomic`的使用场景和顺序一致性（Sequentially Consistent）的性能代价。我们将探讨在需要极高性能的场景下，如何设计和实现无锁数据结构，包括循环缓冲区（Ring Buffer）和基于CAS（Compare-And-Swap）操作的算法，并强调实现正确无锁代码的复杂性与调试难度。 2.3 异步编程：协程（Coroutines）的实战应用 C++20引入的协程（Coroutines）是处理复杂异步逻辑的革命性工具。本书将详细解析协程的底层机制——`promise_type`、`await_ready`、`await_suspend`和`await_resume`。我们将演示如何构建自己的异步执行器（Executor）和封装库，以优雅地处理I/O密集型或延迟敏感型任务，从而避免传统回调地狱和显式状态机的困扰。 第三部分：模块化、工具链与代码质量 构建大型、可维护的代码库要求我们采用更先进的组织和构建策略。 3.1 C++20 Modules：告别头文件地狱 C++的头文件/预处理器机制带来了冗长的编译时间和依赖管理混乱。本书将全面介绍Modules如何通过清晰的导入/导出机制，实现更快的编译速度和更严格的封装隔离。我们将指导读者如何配置现代构建系统（如CMake）来支持Modules，并实践将现有代码库逐步迁移到模块化架构的最佳路径。 3.2 错误处理的现代化：异常、错误码与Expected模式 本书将对比传统的基于异常（Exceptions）的错误处理与更偏向于Rust/Go等语言的基于结果（Result）的错误处理。我们将详细分析`std::expected`（在C++23中标准化，但在C++17/20实践中可利用库实现）的优势，特别是在需要精确控制错误传播路径和避免异常开销的库代码中，如何设计健壮且透明的错误接口。 3.3 编译时代码分析与规范化 代码质量是长期项目的生命线。我们将介绍一系列现代工具链在C++开发中的集成，包括静态分析工具（如Clang-Tidy, PVS-Studio）的应用策略，强制执行C++核心指导方针（如C++ Core Guidelines）的实践方法。同时，我们将讨论如何使用编译时断言（`static_assert`）和运行时断言（`assert`）来构建自我验证的组件，确保代码在发布前满足所有设计约束。 总结： 《深入理解现代C++实践》不仅仅是一本关于新语法的参考书，它是一份深入系统设计和工程实现的路线图。通过本书，读者将能够熟练驾驭C++的全部现代能力，编写出性能卓越、结构清晰、易于维护的下一代C++应用程序。本书的全部示例代码均采用C++20标准编写，并已在主流编译器上进行充分验证。

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这本书最让我印象深刻的是其内容的前沿性和实用性。它不仅涵盖了C++标准库中的基础内容，还深入探讨了现代C++的一些关键特性，比如移动语义、右值引用等，这些都是编写高性能代码不可或缺的知识点。书中提供的许多实战案例都来源于工业界的真实场景，而不是虚构的玩具代码，这使得所学知识具有极强的迁移性。我尝试按照书中的指导重构了我工作中一个性能瓶颈模块，效果立竿见影。作者对于如何利用C++的特性去优化内存管理和并发操作的论述，简直是教科书级别的指导。对于希望将C++应用到高性能计算或系统级开发中的读者来说，这本书的价值无可估量。

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我花了很长时间寻找一本能够真正深入浅出讲解C++核心概念的书籍，这本书最终满足了我的需求。作者并没有停留在简单的语法介绍，而是花了大量篇幅去探讨面向对象设计的哲学思想，比如封装、继承和多态背后的“为什么”而不是仅仅“怎么做”。书中对设计模式的介绍也非常到位，它不是孤立地罗列，而是结合实际应用场景，展示了每种模式解决的具体问题和权衡。尤其是在讲到模板元编程时，作者的解释逻辑严密，层层递进，即便是相对晦涩的概念，也能被分解成易于消化的小块。读完后，我感觉自己对C++这门语言的理解上了一个大台阶，不再是停留在“能用”的层面，而是开始思考“如何写出更健壮、更优雅”的代码。

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这本书的排版和设计真是让人眼前一亮，不像某些技术书籍那样死板、枯燥。封面设计充满了现代感，内页的字体选择和间距都非常人性化，长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。更让我欣赏的是，书中大量的代码示例都经过了精心的格式化，清晰易读，即便是初学者也能快速理解代码的结构和意图。那些流程图和UML图的绘制质量也非常高，逻辑关系一目了然，极大地帮助我理解复杂的面向对象概念。作者在章节的过渡处理上也显得非常自然流畅，不像是在堆砌知识点，更像是在讲述一个连贯的故事，这种阅读体验在技术书籍中实属难得。整体来看，这本书在视觉传达和阅读体验上做到了极高的水准，让人在学习专业知识的同时，也能享受到阅读的乐趣。

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坦白说，我之前对很多C++教程感到失望，因为它们要么过于理论化，要么对初学者的门槛设置得太高，让人望而却步。但这本书的叙事风格非常亲切，仿佛有一位经验丰富的导师在身边耐心指导。它在讲解每一个新概念时，都会先用一个非常生活化或简单的例子来搭建直觉认知，然后再逐步引入C++的语法实现。这种“先建立模型，再填充细节”的教学方法，极大地降低了我的学习曲线。对于我这种需要自学技术的职场人士而言，这种注重实践和理解而非死记硬背的教学方式，才是最高效的学习路径。它让我对C++这门“老牌”语言重新燃起了热情。

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这本书在算法和数据结构与C++面向对象特性的结合方面做得非常出色。它没有将这两者割裂开来，而是通过面向对象的思想去构建和抽象数据结构，例如如何用类和继承来优雅地实现一个通用的容器或算法框架。书中关于异常处理和资源管理（RAII）的章节内容特别扎实，清晰地阐述了如何在复杂的程序结构中保证资源的确定性释放，这是C++高级编程中至关重要的一环。我特别喜欢作者在探讨面向对象多态性时，所引用的关于接口设计和职责分离的讨论，这些不仅仅是技术细节，更是软件架构层面的深刻见解。读完后，我感觉自己在设计大型软件系统时的思路都变得更加清晰和结构化了。

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